广石化10级高物试卷A答案

第4页〔共第4页〔共5页〕2023～2023学年其次学期科目:高分子物理考试题A参考答案命题教师：李学东 使用班级：高分子10-1,2一、名词解释〔210〕：1、泊松比：材料拉伸时横向应变与纵向应变比值之负数，是一个反映材料性质的重要参数。2、时－温等效原理：上升温度与延长时间对分子运动是等效的，对聚合物的粘弹行为也是等效的。3、等效自由连接链：将含有n个键长为l、键角θ固定、旋转不自由的键组成的链视为一个含有Z个长度为b4、熔融指数：在标准熔融指数仪中，先将聚合物加热到确定温度，使其完全熔融，然后在确定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出，以格外钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。5、内聚能密度与溶度参数：内聚能密度定义为单位体积分散体汽化时所需要的能量。溶度参数定义为内聚能密度的平方根。〔1.515分〕1、晶态高聚物发生强迫高弹形变的温度范围是：〔A〕。A、Tg~Tf之间 B、Tb~Tf之间 C、Tb~Tg之间2TgA构造因素均使Tg

使分子间作用力 A 的A、增加降低B、增加上升C、削减上升D、削减降低3、结晶聚合物在结晶过程中 B 。A、体积增大B、体积缩小C、体积不变4、以下方法中，可以明显降低聚合物熔点的是A、主链上引入芳杂环 B、降低结晶度〔D。C、提高分子量D、参与增塑剂5、用来描述聚合物非晶态构造的模型有〔、C〕A、缨状微束模型 B、无规线团模型 C、两相球粒模型D、折叠链模型 E、插线板模型6、处在玻璃态的聚合物，能够运动的单元有〔A、BE〕A、链节 B、侧基 C、链段 D、整个分子 E、支链7Tg温度标志着塑料使用的 B 和橡胶使用的 A 前者常表征塑料的 C ，后者表征橡胶的 D 。A、最低温度 B、最高温度 C、耐热性 D、耐寒性8、一般地说，哪种材料需要较高程度的取向〔C。A、橡胶 B、塑料 C、纤维9、以下哪种力学模型可以模拟交联高聚物的蠕变过程〔B。A、Maxwell模型 B、Voigt模型 C、四元件模型 D、多元件模型10、当结晶性的高聚物从浓溶液中析出，或从熔体冷却结晶时，在不存在应力和流淌的状况下，都倾向于生成：(B)A、单晶 B、球晶 C、伸直链晶 D、串晶三、填空题〔115分〕1、PE、等规PP的溶解过程为 先熔融，后溶胀，再溶解 ，硫化橡胶遇溶剂后只溶胀，不溶解 。2、高聚物在θ条件下，超额化学位E=0，其高分子链段间以及链段与溶剂分子间相互作用相等 、溶液呈现 无扰状态 。3、提高高分子材料耐热性的途径主要有 增加链刚性、增加分子间作用力、 结晶。4、依据制备方法，液晶可分为 溶致型 和 热致型 。5、自由体积理论认为，高聚物在玻璃化温度以下时，体积随温度上升而发生的膨胀是由于 固有体积的膨胀 。6、高分子链柔顺性的大小可以用 Flory特征比C 、 分子无扰尺寸A、Kuhn链段长度b 来表征。7、凝胶色谱法〔GPC〕分别不同分子量的样品时，最先流出的分子量大 的局部，是依据 体积排解机理进展分别的。四、简答题〔可任选答8题，每题5分，共40分：1、试判别在半晶态聚合物中，发生以下转变时，熵值如何转变？并解释其缘由：Tg2Tm〔〕〕拉伸取向。Tg转变时熵值增大，因链段运动使大分子链的构象数增加；〔2分〕Tm转变时熵值增大，理由同； 1分〕形成结晶时熵值减小，因大分子链规整排列，构象数削减；〔1分〕拉伸取向时熵值减小，理由同3。1分〕2、在PET〔聚对苯二甲酸酯〕塑料的加工过程中，通常会参与成核剂，试说明其原理及其对产品性能的影响。答：成核剂的参与，主要是起异相成核的作用，可以大大提高PET的结晶速度，并使球晶的尺寸变小。〔2〕结晶速率的提高有利于提高PET结晶度，从而提高产品的强度和模量，同时由于生成的是大量的小尺寸球晶，PET包装材料。〔3〕3、如何判别高聚物共混时的相容性？〕观看共混体系的透光率，相容的均相体系是透亮的；非均相体系呈现浑浊。但如两种聚合物的折光率一样或微区尺寸远小于可见光波长，即使是不相容的分相体系，表现上却照旧为透亮的〔2.5分〕〔2〕共混聚合物的玻璃化温度Tg是推断相容性的最通用和最有效的方法。a、完全相容的共混体系只有一个Tg，且介于两个共混聚合物各自的Tg1和Tg2b、相分别的非均相体系则有两个Tg〔2.5分〕4、为改善聚丙烯的冲击性能，作为材料工程师的你需要选择一种适宜的橡胶来进展增韧，目前可供使用的有三元乙丙橡胶与氯丁橡胶，请你做出选择，简要说明缘由，并简述其增韧机理。答：应选三元乙丙橡胶，因其与PP极性相近，具有较好的相容性。银纹-剪切带增〔选择正确2分，缘由阐述正确2分，增韧机理论述正确1〕5、试分析争论分子构造、结晶、交联对高聚物拉伸强度的影响。1〕1分〕分子量增大，拉伸强度提高，但有极大值，之后变化不大； 〔1分〕结晶度提高，拉伸强度提高，但有极大值，之后变化不大； 〔2分〕结晶度一样时，结晶尺寸减小，拉伸强度提高；结晶形态：球晶<串晶<伸直链晶片。随交联密度的提高，高聚物拉伸强度先增大后减小； 〔1分〕６、比较分子链的柔顺性，并说明缘由：(A)聚氯乙烯(B)聚乙烯(C)聚丙烯。答：分子链的柔顺性：B＞C＞A 〔1.5分〕缘由：A的侧链中含有极性很强的氯原子，故柔性最差；〔1.5分〕B的主链构造对称，没有体积较大的取代基，在碳链高聚物中柔性很好；〔1分〕C的侧链中含有极性很弱的甲基取代基，同A比较，柔性比A好。〔1分〕7PE〔聚乙烯〕和PC〔聚碳酸酯〕的加工中如何有效地增加其流淌性。答：不同柔性的聚合物，其熔体粘度对温度和剪切速率的依靠性是不同的：柔性的高分子链在剪切力的作用下简洁沿外力方向取向，使粘度明显下降，因此，柔性聚合物的熔其剪切粘度对温度极为敏感，〔2.5分〕随着温度的上升，剪切粘度明显下降，而柔性高分子链的粘流活化能小，其剪切粘度随温度的变化较小。PE是典型的柔性高分子，而PC是典型的刚性高分子链，在加工中要有效地增加其流淌性，对PE实行增大剪切速率的方法更加有效，对PC实行上升温度的方法更加有效。〔2.5分〕8、试述高聚物耐热性的指标，及提高耐热性的途径。解：高聚物的耐热性对塑料来说，一般指它的T

〔非晶态〕Tg

〔晶态；对橡胶m来说，一般是指它的T。对加工来说，一般是指Tf

〔氧化分解温度〕或Tox

〔分解温度。d〔2〕提高耐热性的主要途径如下：增加聚合物分子间的作用力，如交联、形成氢健或引入极性基团等〔1分〕增加大分子链的僵硬性，如在主链中引入环状构造，如苯等大的侧基或共轭双键〔1分〕提高聚合物的结晶度或参与填充剂、增加剂等。〔1分〕9、高聚物的高弹形变有何特征？〔1〕弹性形变很大，可高达1000〔1分〕弹性模量小。弹性模量约为106Pa〔1分〕弹性模量随确定温度上升成正比增加〔1分〕形变时有明显的热效应。把橡皮快速拉伸，橡胶自身温度上升(放热)〔1分〕〔1分〕五、计算题〔1020分〕1、试验测得聚乙烯在溶剂十氢萘中的无扰尺寸为A=0.107nm，键长0.154nm，求聚乙烯的KuhnPE在外力作用下可以产生很大形变的缘由。解：设聚乙烯主链上的化学键数目为n，聚合度为x，PEA=(〈h2/M)1/2=0.1070nm〔1〕0h2(PE)A2M0.10720

*28*n/20.160n PE链的Kuhn链段数目Z和链段长度b：LLmaxnlcos( ),由cos2( )(1cos222)和cos1/3得cos2(23)1/2，Lmax( )1/2nl0.1257n23或L2 max23n2l20.01581n2(2分)可以看出：Z 0L2maxh200.01581n20.160n0.0988n链段长度b 0h20L0.160n0.1257n1.27nmmax特征比Ch2nl200.160n0.1542n6.75Lmax(h2fLmax(h2f,r)1/2(2nl2)1/2n/3h2h22nl2f,r可见，PE高分子链在一般状况下是相当卷曲的，在外力作用下链段运动的结果是使分子趋于伸展。于是在外力作用下某些高分子材料可以产生很大形变。〔1〕2、用平衡溶胀法测定硫化丁苯橡胶的交联度，试验数据如下：试验温度为25℃，干胶重0.12732.1160.941g/c体系的=0.398。请计算出该交联SBRE。5解：1〕Q3

2

)M

c 〔3〕V2 12〕Q=[0.1273/0.941+(2.116-0.1273)/0.8685]/[0.1273/0.941]=17.92V=78/0.8685=89.81ml/mol1M 1.03105g/mol 〔3〕c3〕E=3NkT=3( o M

RT 〔2〕cE＝6.8104Pa 〔2〕325℃的θ1×10-3g/ml的聚苯乙烯溶液的渗透压为0.5055g/cm2。当入射光为非偏振光时，假设无视内干预效应，用光散射法测得其90℃的瑞利因子3×10-5/cmK=1×10-6数。

cm2

mol/g2，试求该聚苯乙烯试样的多分散系解:依据渗透压公式：

RT( 1 A

C) 〔2〕C M 2n RT由于是在θ溶剂中，因此A=0，有： 〔1分〕2 C Mn